Разработка и исследование подогревателей топливовоздушной смеси автомобильных бензиновых двигателей

• Автор: Русаковский, Михаил Алексеевич
• Шифр специальности: 05.04.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Владимир
• Количество страниц: 144 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
ПРИНЯТЫЕ СОКРАЩЕНИЯ
ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОЙ СИТУАЦИИ И ОСНОВНЫХ
ПРОБЛЕМ В ОБЛАСТИ ТОПЛИВОПОДАЧИ И СМЕСЕОБРАЗОВАНИЯ АВТОМОБИЛЬНЫХ БЕНЗИНОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
1.1. Оценка современной ситуации в области систем топли-воподачи бензиновых двигателей
1.2. Основные проблемы внешнего смесеобразования в автомобильных бензиновых двигателях и пути их решения
1.3. Обзор электрических подогревателей топливовоздушной смеси
1.4. Постановка цели и задач исследования
ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ГАЗОДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПОДОГРЕВАТЕЛЕЙ
2.1. Задачи теоретического исследования
2.2. Критерии газодинамического совершенства впускного тракта
2.3. Расчетное определение газодинамического сопротивления подогревателя
2.4. Оценка изменения наполнения двигателя при установке подогревателя на впуске
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА И ЛАБОРАТОРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
ПОДОГРЕВАТЕЛЕЙ
3.1. Лабораторный комплекс для исследования подогревателей ТВС

3.2. Исследование подогревателей различных конструкций
3.3. Разработка подогревателя
3.3.1. Основные требования к подогревателю и базовые принципы его конструирования
3.3.2. Конструкции вариантов подогревателей
3.4. Испытания позисторных нагревательных элементов
3.4.1. Определение теплоэнергетических характеристик элементов
3.4.2.Динамические показатели элементов
3.5. Газодинамические исследования подогревателей
3.5.1. Проведение предварительных экспериментов по определению газодинамического сопротивления подогревателей
3.5.2. Многофакторный эксперимент
Глава 4. СТЕНДОВЫЕ И ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ИСПЫТАНИЯ
ПОДОГРЕВАТЕЛЕЙ
4.1. Задачи и объекты испытаний
4.2. Моторный стенд, применяемая аппаратура и методика испытаний
4.3. Результаты стендовых испытаний
4.4. Результаты эксплуатационных испытаний
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
На современном этапе развития бензиновых двигателей главными проблемами являются дальнейшее снижение токсичных выбросов с отработавшими газами (ОГ) и улучшение топливной экономичности.
Независимо от способа организации внешнего смесеобразования (карбюраторный, центральный (ЦВТ) или распределенный впрыск топлива (РВТ)), существуют особые режимы работы двигателя, в первую очередь пуск, прогрев и холостой ход, при которых, образование топливовоздушной смеси (ТВС) затруднено и для повышения его качества требуется применение специальных мер.
Ухудшение испарения топлива при отрицательных температурах приводит к тому, что к моменту подачи искры испаряется лишь незначительная его часть, составляющая по разным оценкам от 3 до 10%. Поэтому для обеспечения надежного пуска двигателя в этих условиях необходимо обеспечить составы смеси а = 0,5...0,7. После пуска, во время прогрева двигателя, вплоть до достижения им нормального температурного режима работы, также требуется обеспечение обогащенных смесей, большая часть которых не сгорает в цилиндре и выбрасывается с ОГ в окружающую среду. С экологической точки зрения режимы холодного пуска и прогрева являются самыми неблагоприятными. При этом большая часть токсичных выбросов приходится на первые 200с городского испытательного цикла, включающего пуск двигателя.
К режимам с затрудненным смесеобразованием следует также отнести холостой ход и близкие к нему режимы глубокого дросселирования, на которые приходится 30...40% общего времени эксплуатации автомобильного двигателя. По мере дросселирования возрастает коэффициент остаточных газов и наблюдается значительная неравномерность их распределения по цилиндрам. При значительном количестве

В патенте Великобритании [56] предлагается нагреватель в виде металлической куполообразной сетки, установленной под прокладкой карбюратора (рис. 1.9). Сетка подключается к бортовой сети автомобиля через токопроводы, расположенные в прокладке. По замыслу авторов патента, частицы топлива при прохождении через нагретую сетку должны дробиться и интенсивно испаряться, повышая гомогенность топливовоз-душной смеси.
Рис. 1.9. Подогреватель ТВС в виде куполообразной нагреваемой сетки
В другом патенте Великобритании [57] предлагается нагревательный элемент в форме спирали, располагаемой по окружности отверстия в прокладке под карбюратором (рис. 1.10). Такой подогреватель должен оказывать турбулизирующее и тепловое воздействие на пристенный слой топливовоздушной смеси на выходе из смесительной камеры карбюратора.
Аналогичное техническое решение предлагается и в [58].
В патенте США [59] нагревательные
Рис. 1.10. Конструкция подогре-элементы выполнены в виде металличе- вателя ТВС в виде электронагре-
ваемой спирали, расположенной ских пластин, закрепленных в отверстии по окружности отверстия в про-
прокпадки под карбюратором параллель- адке